Conjunto de rueda deformable.

Un conjunto de locomoción (20) para su uso en una estructura de rueda,

comprendiendo el conjunto de locomoción una estructura (30) troncocónica y estando caracteriza porque:

dicha estructura troncocónica comprende al menos un par de elementos (34, 50) flexibles, estando los elementos flexibles del par dispuestos de una manera substancialmente simétrica y giratoria alrededor de un eje común que coincide con sus ejes troncocónicos, teniendo cada uno de los elementos flexibles una superficie troncocónica que se extiende entre sus extremos relativamente estrechos (38) y anchos (36) a lo largo de un eje troncocónico, siendo cada uno de los elementos troncocónicos reversiblemente deformable desde su forma redondeada a la que tiende, correspondiente a una forma troncocónica, en la que su elevación lateral es substancialmente circular, a una forma troncocónica deformada, en la que su elevación lateral es no circular.

Conjunto de rueda deformable Campo y antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un conjunto de locomoción, en particular, un conjunto de locomoción para un vehículo, del tipo que puede asumir una configuración redondeada a modo de rueda y una configuración más aplanada a modo de cinta.

Se conocen conjuntos de locomoción que comprenden elementos que pueden asumir una configuración a modo de rueda, por un lado, y una configuración a modo de oruga, por otro lado. Algunos ejemplos de tales conjuntos se describen en las patentes US 3.698.461, 6.422.576, 7.334.85, 7.547.78, y también se describen en las patentes US 7.334.85 y 7.547.78, ambas a nombre de un afiliado del solicitante de la presente solicitud.

El documento DE 213596 describe un vehículo de múltiples ruedas, en el que la rueda incluye un conjunto de suspensión a modo de muelle asociado con una estructura de buje de la rueda. Esta técnica pretende proporcionar un grado de libertad entre la llanta y el buje de una rueda para permitir la suspensión.

Descripción general

La presente invención proporciona un nuevo conjunto de locomoción que puede utilizarse para propulsar un vehículo de superficie.

De acuerdo con la invención, el conjunto de locomoción comprende por lo menos un par de elementos flexibles, teniendo cada uno una superficie troncocónica que se extiende entre sus extremos relativamente estrechos y anchos a lo largo de un eje troncocónico.

Una configuración de forma troncocónica tiene una proyección de patrón plano (proyección 2D), es decir, la superficie del elemento troncocónico se puede abrir/desplegar en una topología plana. Una geometría troncocónica se conoce como aquella que define una superficie troncocónica que se extiende entre bases circulares relativamente grandes y pequeñas en planos paralelos, definiendo así un eje troncocónico. Debe entenderse que una forma troncocónica geométrica real que tiene una proyección de patrón plano es fundamentalmente diferente de cualquier cuerpo de forma conoide que no tiene tal proyección plana en su comportamiento mientras se deforma (en respuesta a una fuerza aplicada a su superficie) desde su estado original en que tiene una sección transversal circular y su estado deformado en el que tiene una sección transversal no circular (a modo oval). Por otra parte, esta diferencia es más esencial cuando se trata con los materiales flexibles pero sustancialmente no elástico, que es el caso en los conjuntos de locomoción. De hecho, cuando este elemento flexible y no flexible tiene una forma de cono pura o una parte del mismo (es decir, la forma troncocónica), deformación de este elemento desde su estructura original resulta en que el cono se dobla, aunque con un elemento de composición de material similar que tiene cualquier otra forma de cono (que no tiene ninguna proyección 2D plana) tal flexión sería prácticamente imposible. Una forma que no tiene ninguna proyección 2D plana proporciona una rigidez más alta en el coste de flexibilidad, y viceversa, para una forma que tiene una proyección 2D plana, tal como una forma troncocónica. Una fuerza de un perfil dado aplicada a un cuerpo en forma de cono puro y un cuerpo de forma conoide causaría una tensión significativamente en diversos puntos en el cuerpo de forma conoide que en el cuerpo de cono puro, así la aplicación periódica de tensión (como sucede típicamente al rodar como una rueda de un vehículo, por ejemplo) daría lugar a una fatiga de material significativamente mayor y creando calor en el cuerpo de forma conoide, como puede suceder.

Debe observarse que el elemento troncocónico usado en el conjunto de locomoción de la presente invención es flexible, de manera que es reversiblemente deformable desde su forma redonda, a la que tiende (siendo troncocónica realmente), en la que su elevación lateral es circular en una forma más aplanada (forma troncocónica deformada) en la que su elevación lateral no es circular. El elemento troncocónico, sin embargo, es rígido en el sentido de que no es extensible en su dimensión circunferencial. Así, el elemento troncocónico se hace de una hoja flexible que no se puede estirar.

Los elementos troncocónlcos emparejados son rotativos alrededor de un eje común que coincide con sus ejes troncocónicos, y dispuestos de una manera substancialmente simétrica. A este respecto, debe observarse que, para los propósitos de la presente solicitud, una "disposición sustancialmente simétrica" de los elementos troncocónicos se debe interpretar más ampliamente que la simetría bilateral o de espejo. Los elementos troncocónicos emparejados se refieren como "sustancialmente simétricamente idénticos" o dispuestos de una manera "sustancialmente simétrica", en el significado que están orientados de manera opuesta con un eje común (encarados entre sí por sus extremos anchos o por sus extremos estrechos), y son idénticos o tienen una geometría similar, es decir, siendo partes de conos congruentes. Así, los elementos troncocónicos de un par tienen ángulos cónicos iguales, y pueden, por ejemplo, tener una geometría igual (dimensiones) en sus extremos anchos, y las mismas o diferentes alturas (es decir, longitudes a lo largo de sus ejes) y, por consiguiente, la misma o diferente geometría (dimensiones) en sus extremos estrechos.

Además, debe señalarse que el elemento troncocónlco puede estar formado por un único elemento que tiene una superficie troncocónica o por múltiples elementos que definen juntos dicha superficie troncocónica.

Los elementos troncocónicos de un par se montan de manera inversa (orientados de manera opuesta), y fuerzas de cualquier tipo (por ejemplo, fuerzas impulsoras) aplicadas a la superficie de uno de esos elementos para rodaren un radio alrededor de su vértice geométrico se equilibran mediante las mismas fuerzas aplicadas desde el elemento opuesto, lo que tiene como resultado un conjunto formado por este par de rodillos de elementos troncocónicos invertidos en una línea recta (es decir, perpendicular al eje troncocónico). Mediante el acoplamiento de tal conjunto de los elementos troncocónicos emparejados a una rueda daría como resultado el movimiento de la rueda a lo largo de una línea perpendicular al eje de la rueda (es decir, una línea recta).

Los dos elementos troncocónicos de un par pueden disponerse de diferentes maneras, siempre que los dos elementos estén dispuestos concéntricamente y orientados de manera opuesta. En algunos ejemplos, están dispuestos en una relación separada a lo largo del eje común, por ejemplo, de tal manera que sus bases más estrecha o más amplias son coincidentes (como una disposición de "espalda" con "espalda" o "cara" con "cara"). En otro ejemplo, cada uno de los elementos troncocónicos incluye una porción con patrones de su superficie troncocónica formada por una serie de ranuras (receptáculos, surcos, cavidades o perforaciones) separadas por picos rígidos a lo largo de su circunferencia en el lado con el que se enfrenta al otro elemento, formateando así una rejilla y permitiendo que un elemento troncocónlco se acople con (penetra en) el otro conjuntamente, por lo que no hay contacto entre las paredes de los elementos troncocónicos. En otro ejemplo, dos elementos troncocónicos están configurados de manera que cada uno de los mismos se divide en dos partes, de manera que no hay tal región donde segmentos de un elemento troncocónlco pasan a otro elemento troncocónlco, sino más bien una pequeña parte de un elemento está acoplada de una manera flexible parcial a una mayor parte de los otros elementos orientados de manera opuesta. En general, la configuración de una estructura formada por un par de elementos troncocónicos es tal que una parte circunferencial externa de la estructura ejecuta el acoplamiento entre los dos elementos troncocónicos orientados de manera opuesta, a través de su eje común.

La estructura troncocónica formada por al menos uno, o preferentemente, por un par de los elementos troncocónicos descritos anteriormente puede servir como una estructura de soporte para soportar al menos un elemento de acoplamiento de superficie del conjunto de locomoción. El elemento de acoplamiento de superficie es convertible entre una configuración a modo de rueda redonda, en la que su elevación lateral es sustancialmente circular, y una configuración deformada, en la que su elevación lateral es no circular y en la que una mayor porción del elemento de acoplamiento de superficie está en contacto con la superficie de movimiento (por ejemplo, el suelo).

Para facilitar su comprensión, una superficie de movimiento se referirá aquí como suelo, pero debe entenderse que la invención no está limitada a un movimiento sobre el suelo... [Seguir leyendo]

1. Un conjunto de locomoción (2) para su uso en una estructura de rueda, comprendiendo el conjunto de locomoción una estructura (3) troncocónica y estando caracteriza porque:

dicha estructura troncocónica comprende al menos un par de elementos (34, 5) flexibles, estando los elementos flexibles del par dispuestos de una manera substancialmente simétrica y giratoria alrededor de un eje común que coincide con sus ejes troncocónicos, teniendo cada uno de los elementos flexibles una superficie troncocónica que se extiende entre sus extremos relativamente estrechos (38) y anchos (36) a lo largo de un eje troncocónico, siendo cada uno de los elementos troncocónicos reversiblemente deformable desde su forma redondeada a la que tiende, correspondiente a una forma troncocónica, en la que su elevación lateral es substancialmente circular, a una forma troncocónica deformada, en la que su elevación lateral es no circular.

2. El conjunto de locomoción (2) de la Reivindicación 1, en el que los elementos (34, 5) troncocónicos del par están configurados y son operables de manera que una tendencia de cada uno de los elementos troncocónicos de un par para inducir al elemento de acoplamiento de superficie a moverse en una dirección no lineal, queda compensado por el otro elemento troncocónico del par.

3. El conjunto de locomoción (2) de la Reivindicación 1 ó 2, en el que los elementos troncocónicos (34, 5) del par están separados espaclalmente a lo largo de dicho eje común encarados entre sí por sus extremos anchos (36) o estrechos (38).

4. El conjunto de locomoción (2) de una cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 3, en el que cada uno de los elementos troncocónicos (34, 5) del par comprende una serle de ranuras (8) a lo largo de un lado de su superficie troncocónica, formando una rejilla que permite el acoplamiento entre los elementos troncocónicos de dicho par.

5. El conjunto de locomoción (2) de una cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 4, en el que el elemento troncocónico (34, 5) tiene una de las siguientes configuraciones: (i) el elemento troncocónico está formado por un solo elemento troncocónico que define la respectiva superficie troncocónica; (ii) el elemento troncocónico está formado por al menos dos elementos troncocónicos que definen juntos la superficie troncocónica.

6. El conjunto de locomoción (2) de una cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 5, que comprende: al menos un elemento (22) de acoplamiento de superficie, siendo cada elemento de acoplamiento de superficie convertible entre una configuración redonda a modo de rueda, en la que su elevación lateral es sustancialmente circular, y una configuración deformada, en la que su elevación lateral es no circular y en la que una porción mayor del elemento de acoplamiento de superficie está en contacto con una superficie de movimiento, estando dicha estructura (3) troncocónica acoplada a dicho al menos un elemento de acoplamiento de superficie para soportar dicho al menos un elemento de acoplamiento de superficie, siendo la estructura troncocónica reversiblemente deformable desde una forma redondeada a la que tiende el elemento troncocónico a la forma troncocónica deformada, en tándem con la conversión de dicho al menos un elemento de acoplamiento de superficie desde la configuración redonda a la configuración deformada del mismo.

7. El conjunto de locomoción (2) de la Reivindicación 6, en el que dicha estructura troncocónica (3) enlaza entre un movimiento circular en el eje a un movimiento no circular a modo de oruga del elemento de acoplamiento de superficie con al menos un segmento que está en contacto con la superficie de movimiento.

8. El conjunto de locomoción (2) de la Reivindicación 6 ó 7, configurado como un conjunto de locomoción para un vehículo, en el que el elemento de acoplamiento (22) de superficie tiene una configuración esencialmente circulara modo de rueda con la superficie de acoplamiento de superficie; comprendiendo la estructura (3) troncocónica el elemento (34, 5) de soporte flexible troncocónico con la superficie troncocónica que se extiende entre el primer extremo (36) relativamente ancho y el segundo extremo (38) relativamente estrecho a lo largo de un eje longitudinal que está orientado de manera sustanclalmente horizontal, estando el primer extremo del elemento de soporte enlazado con el elemento de acoplamiento de superficie y estando el segundo extremo fijado de manera giratoria a un eje del vehículo para permitir una rotación alrededor de dicho eje longitudinal, siendo dicho elemento de soporte y dicho elemento de acoplamiento de superficie flexibles y deformables de manera reversible entre la configuración a modo de rueda y una configuración no circular, en la que un tramo de dicho elemento de acoplamiento de superficie es esencialmente paralelo a una superficie de movimiento y está en contacto con la misma.

9. El conjunto de locomoción (2) de la Reivindicación 8, que tiene al menos una de las siguientes configuraciones: (1) tiende intrínsecamente a asumir una configuración substancialmente circular; (2) es deformable para asumir una configuración no circular en respuesta a una carga sobre dicho eje.

1. El conjunto de locomoción (2) de la Reivindicación 8 ó 9, que comprende una carcasa para gas comprimido, en el que la presión del gas controla la configuración del conjunto de locomoción, permitiendo la deformación del mismo para asumir una configuración no circular en respuesta a una carga sobre dicho eje.

11. El conjunto de locomoción (2) de una cualquiera de las Reivindicaciones 8 a 1, en el que el elemento de acoplamiento de superficie flexible tiene una configuración esencialmente circular a modo de rueda, con la superficie de acoplamiento de superficie con un primer reborde y un segundo reborde correspondientes a un primer lado y a un segundo lado del conjunto de locomoción; comprendiendo la estructura (3) de soporte flexible una primera disposición de soporte y una segunda disposición de soporte, siendo cada una troncocónica cuando el elemento de acoplamiento de superficie tiene la configuración a modo de rueda, extendiéndose cada una de las disposiciones de soporte entre un primer extremo y un segundo extremo de diámetro más estrecho y los dos definen ejes longitudinales coaxiales orientados de manera sustancialmente horizontal; estando el primer extremo de una de las disposiciones de soporte enlazado con el primer reborde de la superficie de acoplamiento de superficie y estando enlazado el primer extremo de la otra con el segundo reborde de la superficie de acoplamiento de superficie; siendo la estructura de soporte y el elemento de acoplamiento de superficie flexibles y deformables de manera reversible entre la configuración a modo de rueda, en la que las disposiciones de soporte son troncocónicas y una configuración no circular en la que un tramo de dicho elemento de acoplamiento de superficie es esencialmente paralelo al suelo y está en contacto con el mismo, y la estructura de soporte tiene una configuración troncocónica deformada.

12. El conjunto de locomoción (2) de una cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 11, en el que cada uno de los elementos troncocónicos del par comprende una pluralidad de puntas rígidas, definiendo las puntas rígidas todas juntas una porción media de la disposición troncocónica que enlaza entre la primera y segunda porciones finales de la misma.

13. El conjunto de locomoción (2) de la Reivindicación 12, que tiene al menos una de las siguientes configuraciones:

el primer elemento troncocónico se extiende entre el primer reborde del elemento de acoplamiento de superficie hasta el segundo lado del conjunto de locomoción y el segundo elemento troncocónico del par se extiende entre el segundo reborde del elemento de acoplamiento de superficie hasta el primer lado del conjunto de locomoción, cruzándose los dos elementos troncocónicos entre sí en una porción media; la primera porción de cada uno los dos elementos troncocónicos forma parte integral con la segunda porción de cada una de la otra de las dos disposiciones troncocónicas.

14. El conjunto de locomoción (2) de la Reivindicación 12 ó 13, en el que la primera porción de cada una de las dos disposiciones troncocónicas forma parte integral con la segunda porción de cada una de la otra de las dos disposiciones troncocónicas, estando cada lado del conjunto de locomoción formado con un surco circular sustancialmente en forma de V, que tiene una primera pared más periférica y una segunda pared más central; constituyendo la primera pared la primera porción de una disposición troncocónica y constituyendo la segunda pared una segunda porción de la otra disposición troncocónica.

15. Una rueda (2) para un vehículo terrestre que comprende:

- un neumático de caucho (22) infiable que define un espacio (24) cerrado de contención de fluido a presión con un elemento de acoplamiento de superficie circunferencial;

- un conjunto de locomoción de acuerdo con la reivindicación 1; y

- estando un par de elementos (34, 5) troncocónicos formados íntegramente en la rueda y estando acoplados a dicho al menos un elemento de acoplamiento de superficie para soportar dicho al menos un elemento de acoplamiento de superficie, definiendo cada elemento troncocónico del par una o más superficies troncocónicas, extendiéndose cada superficie troncocónica entre su extremo relativamente estrecho y su extremo relativamente ancho a lo largo de un eje troncocónico, estando los elementos troncocónicos del par simétricamente orientados, estando cada uno de los elementos troncocónicos acoplado en el extremo ancho de la superficie troncocónica a un lado del elemento de acoplamiento de superficie opuesto al del otro; estando fabricado cada elemento troncocónico a partir de un material rígido y siendo flexible y tendiendo a asumir una forma redonda en la que su elevación lateral es circular y siendo deformable de manera reversible en una forma más aplanada en la que su elevación lateral es no circular;

- permitiendo la deformación de los elementos troncocónicos la deformación reversible del elemento de acoplamiento superficial desde una forma sustancialmente circular a una forma deformada en la que una porción mayor de la superficie de acoplamiento con el suelo está en contacto con la superficie.